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摘要：社会对电的依赖，要求更高的供电可靠性、优质性、经济性，电网规模越来越大，电网的形态发生变化，使供电压力越来越大；电力市场逐渐开放，输配电价格日益降低、电量增长减速，电网业务面临激烈的市场竞争；5G网络、低功耗器件、人工智能、边缘计算等高新技术的快速发展，促使了全面感知、全程在线、全要素互联的能源电力新业态的形成和发展，也迫使国家电网打破传统行业态势，发展运用新技术的新型运营模式。为此，“三型两网”的战略目标在2019年两会报告上被提出，其中，“两网”指的是坚强智能电网和泛在电力物联网。下文将介绍泛在电力物联网的概念和建设意义，并对泛在电力物联网在电力系统方面的应用进行展望。
关键词：泛在电力物联网；电力系统；能源
1泛在电力物联网的概念及意义
泛在电力物联网是泛在物联网在电力行业的具体表现形式。泛在电力物联网通过电力用户及其设备，电网企业及其设备，发电企业及其设备，供应商及其设备，以及人和物的互相连接，建造一个以电网为枢纽，数据实时共享的平台。随着我国电力市场化改革能源体制的深入推进，国网面临三大挑战：电网形态变化、企业发展瓶颈和社会经济发展变化。泛在电力物联网的建设和发展能够建立起枢纽型、平台型、共享型的未来电网，打造一个智慧能源综合服务平台，从而更好地为用户、电网、发电、供应商以及政府社会服务。
2泛在电力物联网的关键技术
2.1智能芯片
随着电力系统的不断发展，越来越多的计量、保护、变换、控制、监测、用电等设备接入电力系统，各种电力设备的运行产生了大量数据，目前多数现场数据采集设备仍然基于传动的工业采集装置，数据可靠性差，精度低，也使得终端设备的智能化程度低，而基于智能芯片的微型智能传感及智能终端可以充分解决这一问题，其具备高精度、低功耗、微型化、智能计算的特点，一方面可以完成设备信息的采集、提取及传递；另一方面通过本地边缘计算，实现终端智能化，完成本地自控，从而无需像传统设备一样只具备遥测摇信功能而不具备遥控功能。近年来，谷歌开发的EdgeTPU芯片、中科院开发的“寒武纪”芯片都具备海量数据处理与边缘计算的能力，这些智能芯片的出现将快速促进终端的全息感知与智能化。
2.2LPWA与5G
海量电力数据的传递需要一体化的通信网络。电力系统地域分布广泛，往往涉及高山、森林、冰原等复杂环境，致使通信网络难以覆盖全部，现场数据难以传输。现在物联网有2类主流技术：一类是工业以太网和电力载波为主的有线网络技术，另一类是以5G和低功耗广域网（LPMA）为主的无线网络技术。泛在电力物联网中数据分布广，分散性强，部分不易供电，连接难，采集频次低，传统的有线网络通信技术难以适用，因此以无线网络为主的现代通信技术是实现泛在电力物联网网络通信的主要手段。5G被视为物联网发展的基础[23]。基于不同场景的5G切片网络通信技术被认为是解决电力系统全息感知、泛在连接的关键所在。对于智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制等控制类业务，可以选择具有超低时延的URLLC切片；对于海量用电信息采集、智能汽车充电站/桩、分布式电源接入等信息采集类业务可以选择mMTC海量机器类通信接入切片；对于需要高清视频回传的输变电线路状态监控、无人机远程巡检、变电站机器人巡检等现场业务，可以选择eMBB增强移动带宽切片；对于需要语音信息的调度电话、管理电话、应急通信等，可以选择具有高安全、高可靠、高接通率和高清通话质量保障的为Voice语音切片。针对不同的应用场景，5G切片网络技术可以选择不同的切片，在5G网络通道上实现数据的传输，并接入同样的5G数据平台。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另一方面，以NB-IoT、LoRa为代表的低功耗广域网技术由于其广覆盖、大连接、低功耗、低成本的特点而成为工信部《物联网发展规划（2016—2020年）》中明确要发展的网络技术。目前5G网络与低功耗广域网技术在电力系统中的应用并不广泛，随着其与电力系统的不断结合，必将成为实现泛在电力物联网通信的主要手段。
2.3物联网平台
随着电力系统海量数据接入一体化数据平台，通过对大量数据的合理分析、深层挖掘，进而实现电力信息的有效利用。一体化数据平台应当具备大数据处理和云端计算，以及实现风光预测、电力系统故障诊断等的人工智能能力。目前百度的“天工”智能物联网平台，移动OneNET物联网平台，阿里link物联网平台等一体化数据平台相继在生产实践中展开应用。移动OneNET与“Hi”电展开合作，协助其解决“设备状态检测”、“设备位置监管”、“设备信息管理”、“反向控制设备”等问题；阿里云于无锡鸿山打造首个物联网小镇，实现小镇交通、环境、水务、能源等多个城市管理项目的在线运营。对于实现泛在电力物联网数据一体化平台的搭建，必须结合“大数据云计算人工智能”的物联网平台。
3泛在电力物联网的应用前景分析
3.1数据分析
当前，数据的分析能力是基于对信息的融合与了解的基础之上。电力数据的来源较复杂，且数据的实效性、时间的尺度各不相同，使得传统数据分析系数不能直接应用在电力物联网之内。另外由于电力系统建设的阶段性运行的实时性特征，导致大量控制、计量、监测等历史及实施数据在电力物联网平台积累，构成了泛在电力物联网平台多源异构数据源特点。因当前电能替代设备的市场门槛较低，泛在电力物联网的技术应用范围较广，有些技术已经投入使用，但是部分功能还未投入使用，需要不断地进行推广。泛在电力物联网方面的应用推广可以有效地提升智能化水平，实现一体化的发展，加强物联网平台的监管，并且能够有效推动电力物联网的建设以及相关标准的制定。
3.2提升电网安全经济的运行水平
当前，我国的电网存在能源分布不均匀、网架结构不合理、电网调节不足等问题。泛在电力物联网的运用，能够有效地解决能源分布不均的问题，促进电力系统安全稳定的运行。同时，泛在物联网的运行可以有效地促进我国新能源的建设，使风能和太阳能等各种能源的开发和应用更加简单。通过对电力系统数据的有效监测和分析，实现能源监控、调控一体化。结合电力物联网的技术，对于用电系统、线路工作难以操作的环节，建立智能配电管理系统，实现对配电状态的监测和控制。
3.3实现清洁能源的有效消纳
当前，风能、电能在我国的能源中占比较低。受我国地理分布的特殊性限制，对于风能和光能不能实现有效利用。泛在电力物联网可以运用人工智能技术，对电、光伏进行有效的预测；并且结合具体的能源条件，对分散的新能源进行集合，形成虚拟的电厂。同时通过基础的供电效果，可以形成一定的数据模式，对于后期的电力数据资源利用以及电能的开发都有着极大的参考价值。此外对于难操作的电力环节，通过电子设备和相关身份认证，实行在线控制，以此促进人员的有效沟通，提高工作效率。总体来说，泛在电力物联网的利用，既可以实现新能源的合理利用，对能源进行均匀分配，又能实现清洁能源的有效配置，有效促进我国新能源的发展。
4结语
信息技术和人工智能的发展为传统产业转型升级提供了重大机遇。泛在电力物联网的建设将带来电力系统的技术变革、运行模式和增长方式等变革，从而推动能源和电力行业转型升级，具有广阔的应用前景。电力转型是能源革命的中心环节，能源互联网是解决我国能源问题的根本途径。
参考文献：
[1]曾鸣，王雨晴，李明珠，等.泛在电力物联网体系架构及实施方案初探[J].智慧电力，2019（04）：1-7+58.
[2]杨东升，王道浩，周博文，等.泛在电力物联网的关键技术与应用前景[J].发电技术，2019，40（02）：107-114.
论文作者:马占军,苟亮,李响,郭新营,买合布拜·肖开提
论文发表刊物:《河南电力》2019年4期
论文发表时间:2019/10/30
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